Auftriebsbeiwerte für B777 in Flugsimulatoren?

Diskutiere Auftriebsbeiwerte für B777 in Flugsimulatoren? im Verkehrsflugzeuge Forum im Bereich Luftfahrzeuge; Ich meinte ja auch mit diesem kompletten Beitrag nur Schorsch...:FFTeufel:

stefanpc81

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Ich frage mich gerade, wieso jemand mit Mitte 30, der augenscheinlich
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ist, überhaupt einen "Flugsimulator" programmieren will.
Man muss ja nicht alles sein, um das zu können, aber wenn man nichts davon ist, dann fehlt schon sehr viel.
Vielleicht bin ich kein Profi in Informatik, aber ich habe dennoch schon ein paar Spiele über HTML/Javascript programmiert und somit Erfahrungen gesammelt. Außerdem habe ich zwischendurch (krankheitsbedingt nur) 1 knappes Semester Elektrotechnik studiert und dort eine andere Programmiersprache (C++ glaube ich) gelernt, welche ich übrigens nicht so gut wie Javascript finde. Wie auch immer, der Simulator soll ja auch nicht kommerziell werden, sondern ist eine Herausforderung sowie Hobbybeschäftigung für mich selbst. Wer das hoffentlich später fertige Endprodukt haben will, kann sich per PN melden. Ich muss aber dazu sagen, dass es theoretisch nicht ganz legal ist, da ich Cockpitgeräusche aus FlightGear und Microsoft FlightSimulator verwende.
 

LFeldTom

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Lass die Geräusche einfach weg und mach das konfigurierbar. Wer mag fügt die dann selber hinzu...
 

arneh

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Dem würde ich nicht zustimmen. Klar fehlt ihm viel - und ich würde jetzt am Ende kein für Luftfahrtanwendungen zertifiziertes Produkt erwarten. Wenn wir aber immer nur das machen was wir gelernt haben kommen wir am Ende nicht weiter. Ich mag das sehr wenn jemand mal aus seiner intellektuellen Komfortzone raus kommt und Neues probiert. Manchmal entdeckt man neue Fähigkeiten - und manchmal bleibt halt die Erkenntnis, dass man für das geplante nicht geschaffen ist. Man kann eigentlich nur gewinnen.
Volle Zustimmung! :TOP:

Und wir alle können nebenbei auch noch das eine oder andere aus der Diskussion ziehen. Finde ich super!
 

stefanpc81

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Wenn ich Gamma direkt ansteuern kann ohne irgendwas dazwischen, komme ich zu unrealistischen Eingaben (jedenfalls wenn ich Vollausschlag als maximales Gamma interpretiere). Ich müsste als den einfach oder doppelt integrierten Ausschlag nehmen. Wer sich mal mit Regelsystemen beschäftigt hat, der weiß, dass eine Eingabe mit Feedback über (1/s)^2 schrecklich instabil ist.

Einfache Funktion wäre:
Gamma(i) = Gamma((i-1) + Faktor * Steuereingabe * delta_t.
Wenn ich postuliere, dass nach 5 Sekunden "full backstick" ein Flugbahnwinkel von 10° erreicht ist, dann wird Faktor zu:
10°/(5sec / delta_t).
Faktor = 0.2°/sec (für delta_t = 0.1s und Steuereingabe zwischen -1...1)
Irgendwie ist der Post von "Schorsch" bei mir untergegangen. Den Unterschied zw. Gamma(i) und (i-1) verstehe ich und was delta_t ist weiß ich. Soll die Steuereingabe -1 bis 1 der maximale Ausschlag des Steuerknüppels sein? Also 1 quasi 100%?
Wie groß der Faktor für diese Funktion sein soll, habe ich nicht verstanden.

@Schorsch
Wie soll ich mein Modell verändern, sodass die "Sprünge" in der Simulation verschwinden müssten? Was schlägst du vor, wie es weitergehen soll? Offenbar liegt ja kein Fehler in der Programmierung vor. :headscratch:
 
Schorsch

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Ich frage mich gerade, wieso jemand mit Mitte 30, der augenscheinlich
kein Pilot
kein Informatiker
kein Ingenieur
ist, überhaupt einen "Flugsimulator" programmieren will.
Man muss ja nicht alles sein, um das zu können, aber wenn man nichts davon ist, dann fehlt schon sehr viel.
Ich finde das gut, was Stefan da macht.
Nur durch machen kann man etwas lernen.
Das ganze Thema ist nach einer gewissen Anfangsfriktion gar nicht so schwierig und lässt sich modular erweitern. Andere kleben Plastikmodelle zusammen, die dienen ja auch keinem höheren Zweck.
 
Schorsch

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denn richtig? Beim Rollen am Boden, sagtest du, ist CL=0. Negatives CL gibt es ja wohl nicht?
Doch, durchaus, nur haben Flügel sowohl einen maximalen Auftrieb (CL max) als auch einen minimalen (CL min). Die meisten Flügel können nur sehr kleine negative CL unterstützen bevor die Strömung abreißt. Für eine ziviles Verhekrsflugzeug spielt das in diesem Falle keine Rolle.

Zu letzterem: Man muss in der Programmierung auch bedenken, dass (gamma) auch negativ werden darf (im Sinkflug). Allerdings spuckt meine Funktion mit sinus oder cosinus dann aber einen (mathematisch an sich richtigen) positiven Wert aus. Da müsste man doch was anpassen müssen, oder?
sin(0) = 0
cos(0) = 1
Mit dem Vorzeichenwechsel wird der Sinus negativ, der Cosinus nicht.
Erneut, nutze GOOGLE!!! ...
https://de.wikipedia.org/wiki/Sinus_und_Kosinus

LFeltdTom schrieb:
80% -> 592,1 Kts (1097Km/h)
75% -> 567,6 Kts (1052Km/h)
70% -> Speed bricht komplett ein - wird negativ
Das Problem dieses "Modellansatzes" ist, dass er nicht stabil im Bereich Geschwindigkeit ist.
Ein klassisches Flugmodell mit modellierten Anstellwinkel und Nickachse würde bei einer sinkenden Geschwindigkeit irgendwann im Strömungsabriss kommen und die Nase runternehmen bzw. würde es zu einer Schwingung kommen (https://de.wikipedia.org/wiki/Phygoide). Da die statische Stabilität in diesem Modell nicht vorkommt, wird unterhalb des minimal notwendigen Schubs die Geschwindigkeit geringer und dadurch der Widerstand größer. Simuliert man fleißig weiter sinkt die Geschwindigkeit nicht einfach auf null, sondern wird negativ.

Irgendwie ist der Post von "Schorsch" bei mir untergegangen. Den Unterschied zw. Gamma(i) und (i-1) verstehe ich und was delta_t ist weiß ich. Soll die Steuereingabe -1 bis 1 der maximale Ausschlag des Steuerknüppels sein? Also 1 quasi 100%?
Wie groß der Faktor für diese Funktion sein soll, habe ich nicht verstanden.
Ja, korrekt. (i-1) ist der vorherige Zeitschritt. Was du machst ist ja das diskrete (= in einzelnen klar identifizierbaren Zeitintervallen) Aufsummieren der Kräfte und integrieren (ugs. anhäufen) der Überschüsse.

Der "Faktor" ist in etwa das gleiche, was zwischen Deinem Lenkrad und Deinen Rädern ist. Wenn Du das Lenkrad einmal drehst, drehen sich Deine Vorderräder ja nicht ebenfalls um 360°. Und ein Vollausschlag des Lenkrads kann auf dem Rewe-Parkplatz angebracht erscheinen, auf der A44 greift im Anschluss bestenfalls die Risikolebensversicherung*.

Wie soll ich mein Modell verändern, sodass die "Sprünge" in der Simulation verschwinden müssten? Was schlägst du vor, wie es weitergehen soll? Offenbar liegt ja kein Fehler in der Programmierung vor.
Ich würde folgende Maßnahmen vorschlagen:
- keine CL über ~1.2 zulassen
- ab einem CL über 1.0 das Gamma automatisch reduzieren
So etwas wäre dann der erste Schritt zu einem Regler (ugs Autopilot).
Der nächste Schritt wäre, dass man Gamma erhöht sobald die Geschwindigkeit über einen Sollwert steigt und umgekehrt. Das wäre dann das Pendant zu einem "Open Climb" Modus wie in jedem Autopiloten.

Als Lektüre zu empfehlen:
www.skybrary.aero/bookshelf/books/2263.pdf
Dort auf Seite 150 (PDF-Seite 154) findet man die Grundlagen des Steigflugs. Im Prinzip genau die Formeln, welche ich hier an die Hand gegeben habe (aber offiziell von Airbus).
By the Way: der Horizontalflug ist der Sonderfall des Steigflugs mit Steigwinkel (=Gamma) null. :TOP:
Man muss also nur den Steigflug verstehen und man hat es im Prinzip.











* wenn man den nicht ganz fern liegenden Verdacht des Selbstmords entkräften kann.
 
Schorsch

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Horizontalflug in 5800m Höhe mit Schubregler bei 90% erreicht langfristig 636 Kts (1178 Km/h). Davon träumt so mancher Tornado-Pilot (ohne Nachbrennereinsatz). Da solltest du mit Schorsch nochmal über weiteren Input verhandeln.
Klingt nach einem spannenden Samstag Abend. :wink:
Da wir in diesem Falle einige Lücken im Modell haben ist das OK.
Es fehlt:
- ein wirklich gutes Schubmodell
- ein machzahlabhängiges Widerstandsinkrement
So oder so, die Höchstgeschwindigkeit eines Airliners ist unter 5000m meist VMO-begrenzt. Das heißt, Das Flugzeug könnte viel schneller als es darf.



MFW: Minimum Flying Weight
VS1G: V Stall 1G

Wie man sieht, auf Bodenhöhe sind Mach .8 durchaus drin. Man muss dieses Ergebnis in der Hinsicht mit Vorsicht genießen, da es Triebwerksleistung (anhand validierter Trends solcher Triebwerke) extrapoliert.

Die Steigleistungen sind beachtlich.
 
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LFeldTom

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Das Problem dieses "Modellansatzes" ist, dass er nicht stabil im Bereich Geschwindigkeit ist.
Ein klassisches Flugmodell mit modellierten Anstellwinkel und Nickachse würde bei einer sinkenden Geschwindigkeit irgendwann im Strömungsabriss kommen und die Nase runternehmen bzw. würde es zu einer Schwingung kommen (https://de.wikipedia.org/wiki/Phygoide). Da die statische Stabilität in diesem Modell nicht vorkommt, wird unterhalb des minimal notwendigen Schubs die Geschwindigkeit geringer und dadurch der Widerstand größer. Simuliert man fleißig weiter sinkt die Geschwindigkeit nicht einfach auf null, sondern wird negativ.
Die Schwäche des Modells bei geringen Geschwindigkeiten hattest du ja bereits nachvollziehbar erklärt.

Als Laie wundert mich allerdings die enorme Differenz zwischen 70% und 75% Power Setting. Klar - ich muss nur ein Power-Setting wählen bei dem der Widerstand den Schub übersteigt - und das fällt wie ein Kartenhaus zusammen (was ja mit der Realität nicht übereinstimmt). Es irritiert allerdings etwas, dass bei 75% noch fast M1.0 raus kommen soll und bei 70% bereits alles vorbei ist.

Vorschlag zur Diskussion:
In verschiedenen Geschwindigkeits-Intervallen verschiedene Modelle für die Widerstandsberechnung.
A. V=0
B. V=Takeoff
C. V=gear up
D. V=min. Speed in Reisekonfiguration
E. V=Transition von Kts zu Mach ( M irgendwo bei 0.75 bis 0.8 ? )
F. V=max. Reisegeschwindigkeit

Für jedes Intervall dann halt eigene Regeln, die noch genauer zu definieren wären. Für kleinere Geschwindigkeiten vielleicht ein Fw = k * v² (und k aus Literaturwerten bestimmen)
 

stefanpc81

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Vorschlag zur Diskussion:
In verschiedenen Geschwindigkeits-Intervallen verschiedene Modelle für die Widerstandsberechnung.
Mein Vorschlag für jetzt ist, den ich bereits in Beitrag #11 schrieb:
CD = Reise 0.055, Landung 0.083, Start 0.071. Hinzu käme noch der Widerstand vom Fahrwerk mit 0.015
bzw. Fahrwerk 0.02. Das wäre für meine bereits bestehende Gleichung
FW = CD * rho * 0.5 * v^2 * 427.8 (S_ref)
am einfachsten.
 
Schorsch

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Als Laie wundert mich allerdings die enorme Differenz zwischen 70% und 75% Power Setting. Klar - ich muss nur ein Power-Setting wählen bei dem der Widerstand den Schub übersteigt - und das fällt wie ein Kartenhaus zusammen (was ja mit der Realität nicht übereinstimmt). Es irritiert allerdings etwas, dass bei 75% noch fast M1.0 raus kommen soll und bei 70% bereits alles vorbei ist.
Also bei mir funktioniert das alles prächtig. Klar, ohne Machzahl-Einfluss muss ich aufpassen.
Man kann das auch mal validieren, indem man sich die Kräfte mal plottet.
Google Bildersuche "power curve thrust drag", so ähnlich sollte es aussehen.

stefanpc81 schrieb:
bzw. Fahrwerk 0.02. Das wäre für meine bereits bestehende Gleichung
FW = CD * rho * 0.5 * v^2 * 427.8 (S_ref)
am einfachsten.
Dann hätte ich mir das ganze Geschwurbel die letzten 10 Seiten auch klemmen können, wenn Du wieder zu einer starren (und komplett falschen) CD-Definition zurück kehrst. Weißt Du eigentlich was CD bedeutet?
Ich muss noch mal fragen: liest Du eigentlich meine Beiträge?
 

LFeldTom

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Mein Vorschlag für jetzt ist, den ich bereits in Beitrag #11 schrieb:

bzw. Fahrwerk 0.02. Das wäre für meine bereits bestehende Gleichung
FW = CD * rho * 0.5 * v^2 * 427.8 (S_ref)
am einfachsten.
So - mal mit folgenden Werten probiert.

10670m Höhe
gamma = 0
70% Schub
CD = 0.055

Berechnete Werte:
Temp = 218,8 K
p = 238,3 hPa
Rho = 0.3792 Kg / m³
v = 176,3 m/s ( -> 635 Km/h )
Gesamtschub = 138,7 KN
Wiederstand entsprechend auch 138,7 KN

Mit 80% Schub 158,5 KN Gesamtschub bzw. Widerstand, v = 188,5 m/s ( 679Km/h ).

Scheint mir noch zu langsam. Vielleicht erkennt ja jemand direkt aus den oben angegebenen Werten an welcher Stelle das klemmt.

T scheint mir plausibel, p und rho hab ich einfach aus dem Programm übernommen und noch nicht verifiziert.

Händisch für 10670m, 250m/s ergibt sich ein Widerstand * von 278,8KN => 139,4KN je Triebwerk. Aus dem Diagramm zur Interpolation der Triebwerksleistung ist mit nicht mehr als 18-20% vom Startschub zu rechnen. Damit ergibt sich mehr als 700KN Standschub.

Vermutung - das vom Programm errechnete rho ist zu groß.

* mit obigem rho = 0,3792 Kg / m³
 

stefanpc81

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Vorschlag zur Diskussion:
In verschiedenen Geschwindigkeits-Intervallen verschiedene Modelle für die Widerstandsberechnung.
A. V=0
B. V=Takeoff
C. V=gear up
D. V=min. Speed in Reisekonfiguration
E. V=Transition von Kts zu Mach ( M irgendwo bei 0.75 bis 0.8 ? )
F. V=max. Reisegeschwindigkeit
Okay, Schorsch, dann halte ich mich eben zurück. Ich wollte lediglich auf LFeldToms Vorschlag eingehen.
Und ja, ich lese deine Beiträge, wie alle anderen auch. Allerdings verdränge ich leider hin und wieder etwas von dem, was über die Zeit hier ins Forum geschrieben wird.
 
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10670m Höhe
...
Vielleicht erkennt ja jemand direkt aus den oben angegebenen Werten an welcher Stelle das klemmt.
In so einer Höhe muss zwingend der Wellenwiderstand modelliert sein.

stefanpc81 schrieb:
Allerdings verdränge ich leider hin und wieder etwas von dem, was über die Zeit hier ins Forum geschrieben wird.
Vorschlag. JavaScript kann hoffentlich Plots erzeugen oder wenigstens nach Excel exportieren.

Mache mal diese Thrust-Drag Kurven über Geschwindigkeit.

QdynS ist meine Bezeichnung für den lokalen Staudruck mit Referenzfläche multipliziert.
QdynS = rho/2 * v_TAS^2 * Sref

Induced Drag: k*(CL-CLmin)^2 * QdynS in [N]
Parasite Drag: CD0 * QdynS in [N]
Ergebnis sollte ähnlich wie dieses aussehen:
https://www.americanflyers.net/aviationlibrary/instrument_flying_handbook/images/Chapters 1 to 7_img_42.jpg

Ich würde das auch nicht simulieren, sondern über eine Schleife gezielt von 150 bis 400kts alles abtasten.
Ergebnis?
 
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LFeldTom

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In so einer Höhe muss zwingend der Wellenwiderstand modelliert sein.
Der Wellenwiderstand wirkt ja meiner Bewegung entgegen - erhöht also meinen Gesamtwiderstand. Andererseits scheint mein Gesamtwiderstand bereits zu hoch. Anderes CD als 0.055 verwenden ?
 

stefanpc81

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Vorschlag. JavaScript kann hoffentlich Plots erzeugen oder wenigstens nach Excel exportieren.

Mache mal diese Thrust-Drag Kurven über Geschwindigkeit.

QdynS ist meine Bezeichnung für den lokalen Staudruck mit Referenzfläche multipliziert.
QdynS = rho/2 * v_TAS^2 * Sref

Induced Drag: k*(CL-CLmin)^2 * QdynS in [N]
Parasite Drag: CD0 * QdynS in [N]
Ergebnis sollte ähnlich wie dieses aussehen:
https://www.americanflyers.net/aviat...207_img_42.jpg

Ich würde das auch nicht simulieren, sondern über eine Schleife gezielt von 150 bis 400kts alles abtasten.
Ergebnis?
Also als veränderlichen Input Geschwindigkeit und Höhe. In welchen Zwischenschritten?
Und als zu ermittelnde Werte Induced Drag und Parasite Drag?
Nach Excel kann Javascript nicht exportieren, aber zeilenweise in eine Datei schreiben. Reichen dann diese 4 Werte als Angabe in diese Datei? Besser wäre es, wenn du vorher kurz schreibst, wie die Werte in der Datei aussehen/angeordnet werden sollen. Das Programm kann z.B. "v = 300, h = 500, "... als auch
300
500
x
y
...
in die Datei schreiben. Achso, wenn es was hilft, kann ich auch in 4 Dateien nacheinander die jeweiligen Werte zeilenweise schreiben, dann könnte man das leichter in eine Excel-Liste kopieren. Also z.B. in Datei 1 die Geschwindigkeiten, in Datei 2 den Induced Drag usw.:TOP:
 
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Also als veränderlichen Input Geschwindigkeit und Höhe. In welchen Zwischenschritten?
Keine Zeitschritte. Modell bei H=XXXm und V=YYYkts auswerten. Ich würde die Widerstandsberechnung sowieso in eine Funktion auslagern.

Zu exportierende Ergebnisse:
Induced Drag (als N)
Parasite Drag (als N)
Schub (als N)

Ich würde es sonst in eine popelige Textdatei schreiben, also etwa so:
H; V; I_Drag; P_Drag; Thrust; Weight; CD_gesamt; CL_gesamt; Gamma; QdynS

So eine Comma Seperated Value (CSV) Datei kann Excel und auch so ziemlich jedes andere Programm lesen.
 

stefanpc81

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Du hast mich falsch verstanden. Keine Zeitschritte, sondern ich meinte das Intervall innerhalb der Geschwindigkeit und der Höhe.
 

stefanpc81

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Noch was: Wie hoch soll der Schubregler sein, 100% oder 90%?
 
Thema:

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